Zur kolloidalen Natur von AKR‐Produkten

Abstract

KurzfassungVon den Produkten einer Alkali‐Kieselsäure‐Reaktion (AKR) wird angenommen, dass sie Wasser aufnehmen und sich infolgedessen ein Quelldruck in Gesteinskörnern und im Zementstein aufbaut, der Dehnungen verursacht und schließlich zur Rissbildung im Beton führt. Neuere Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass AKR‐Produkte oft eine kristalline Struktur haben und weniger Wasser aufnehmen als erwartet. Darüber hinaus sind gemessene Quelldrücke oft überraschend gering. Offensichtlich ist die Natur der AKR‐Produkte noch nicht in ausreichendem Umfang verstanden worden.Ergebnisse eigener Untersuchungen zeigten, dass AKR‐Produkte als kolloidale Systeme betrachtet werden können. Um zu klären, ob und inwieweit AKR‐Produkte kolloidale Eigenschaften aufweisen, wurden 10 AKR‐Produkte mit unterschiedlicher Zusammensetzung und unterschiedlichem Wassergehalt bei zwei Temperaturen (40 und 60 °C) synthetisiert. Die AKR‐Produkte wurden über einen Zeitraum von 1,5 Jahren unter anderem mittels der Rasterelektronenmikroskopie, der Nanopartikelanalyse sowie mittels eines Osmosezellenversuchs untersucht. Die Ergebnisse zeigen insbesondere, dass AKR‐Produkte Partikel kolloidaler Größe (50‐600 nm) enthalten. Dadurch kann es im Beton zum DONNAN‐Effekt kommen, der zur Osmose führt und damit eine Erklärung für den AKR‐Quellvorgang liefert.